第2章 节 气体吸收.ppt

第2章 吸收;吸收过程概述与气液平衡关系 吸收过程的传质机理 吸收过程中速率的确定 低浓度气体吸收的计算 吸收系数;一. 吸收在生产中的应用 分离和净化原料气。原料气在加工以前，其中无用的或有害的成分都要预先除去。如合成氨所用的原料气中分离出CO2、CO等杂质。 分离和回收气体中的有用组分。从焦炉煤气中以洗油回收粗苯（含甲苯、二甲苯等）蒸气和从某些干燥废气中回收有机溶剂蒸气等。 ; 某些产品的制取。如制酸工业中用水分别吸收混合气体中的HCl、SO3和NO2制取盐酸、硫酸和硝酸。 废气的治理。排放的废气含有对人体和环境有害的物质，如SO2、H2S等。选择适当的工艺和溶剂进行吸收是废气治理中应用较广的方法。;二、气体吸收的基本原理与流程;吸收操作必须解决下列问题:;三、吸收剂选择原则;四. 吸收过程的分类;一、气液相平衡;溶解度－－在一定温度与压力下，溶质气体最大限度 溶解于溶剂中的量;三、气液相平衡关系－－亨利定律;（2）p~ c 关系;（3）y ~ x 关系;（4）Y~ X 关系;四、亨利定律表达式中各系数的关系;（2）m~ E 关系;五、相平衡在吸收过程中的应用;2 确定传质过程的推动力 ;3 判断过程进行的极限;【例1】含有30％（体积）CO2的某种混合气与水接触，系统温度为30℃，总压为101.33kPa。试求液相中CO2的平衡浓度ce？;解：由于总压不高，适用于亨利定律c*=H ·p 由道尔顿分压定律可知， CO2在气相中的分压为 p = P总·y =101.33×0.3=30.4kPa 由H～E关系 30℃时CO2在水中的亨利系数 E =1.88×105kPa 因CO2是难溶于水的气体，因而溶液的浓度很低， 溶液密度和摩尔质量可按纯水计算， 即ρ=1000kg/m3, Ms=18 代入公式中可得;【例2】 含溶质A且摩尔分率为x=0.2的溶液与压力为 2atm， y=0.15的气体等温接触，平衡关系为：p*=1.2x， 则此时将发生 过程。 用气相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为 Δy= ，Δx= （摩尔分率）。 如系统温度略有增高，则Δy将 。 如系统总压略有增大，则Δx将 。; 解题思路：;第二节  传质机理与传质速率 ;两个基本问题： 一是过程的极限，取决于吸收的相平衡关系 另一是过程的速率。 气液传质过程的三个基本步骤： ①溶质由气相主体 相界面（相内传质） ②溶质组分在界面上发生溶解进入液相 （相际传质） ③由界面 液相主体（相内传质）;溶质气体是凭借扩散完成相内传质的 扩散= 分子扩散 + 涡流扩散;2.1 分子扩散与传质 ;b.费克定律（Fick定律）;（2）等分子反向扩散;混合物中各点总浓度不变;对双组分混合物，稳定扩散条件下，双组分混合物中，组分A在B中的扩散系数等于组分B在A中的扩散系数。 双组分物系中当各处的浓度相等时，有A的扩散，必然伴有B的分子扩散，二者扩散速率相等方向相反 扩散方向上没有流体的宏观运动，通过任一截面的净物质量为零 前提：界面能等速率地向气相提供组分B;传质速率的大小主要是分子扩散的贡献。 对于稳态扩散则有： 对于气相： 体现在精馏过程中： 1mol A 液 气 1mol B 气 液 ;（3）单向扩散与总体流动;在相界面处，A可溶于液相，B不溶于液相。 A在浓度梯度作用下从气相主体向界面i-i处扩散，在界面发生溶解，进入液相，其通量为JA。 界面处A溶于液相中，使B产生逆向浓度差。产生反向扩散，其通量JA=-JB 。 界面处B的反向扩散，无液相分子通过界面向气相补充，导致界面处气相总浓度下降，即总压下降，使气体与界面之间产生微小的压差，从而产生混合气主体向界面递补的运动，这种递补运动称之为总体流动。;以液相及气相为推动力的传质速率方程。 、 称为漂流因子，其值大于1。 有总体流